VL7 Ökolog Nitsche Flashcards
LIEBIG‘S Minimumtonne
gefüllt mit Nährstoffen & Spurenelementen (z.B. Stickstoff,
Eisen, Kalium,…)
→ Minimumfaktor: Nährstoff in geringster Menge vorhanden → kürzeste Latte der
Tonne → bringt „Fass zum Überlaufen“ = dieser Nährstoff ist limitierender Faktor des
Systems (d.h. Organismus wächst nur solange bis der Punkt des betreffenden Nährstoffmangels auftritt → Erhöhung anderer Nährstoffe bleibt ohne Auswirkungen)
Minimumfaktor
- Knappeste Resource, die den Wachstum einschränkt
- wird ein Nährelement zugegeben welches im Überfluss vorhanden ist, hat das keine Wirkung
Gesetze der Limitierenden Faktoren
Minimumgesetz
Toleranzgesetz
Wirkungsgesetz
Liebig‘s Minimumgesetz
„Die relative Wirkung eines Faktors ist um so größer, je mehr sich dieser den anderen Faktoren gegenüber im Minimum befindet”
- Minimumfaktor: Knappeste Resource, die den Wachstum einschränkt
- wird ein Nährelement zugegeben welches im Überfluss vorhanden ist, hat das keine Wirkung
- Modell der Minimumtonne
Shelford ́s Toleranzgesetz
Nicht nur zu wenig, sonder auch zuviel eines Faktors kann die selben limitierenden Einfluss haben
Toleranzbereich
Konz. Des Nährstoffs, ohne dass dieser eine neg. Wirkung hat; ermöglicht
Überdauerung des Organismus
Thiemanns Wirkungsgesetz
Die Zusammensetzung einer Lebensgemeinschaft nach Art und Zahl wird durch denjenigen Umweltfaktor bestimmt, der sich am meisten dem Pessimum nähert.
woraus besteht Toleranzkurve?
Toleranzbreite des Organismus = ökologische Potenz
x-Achse: Spannbreite eines Umweltfaktors (z.B. Licht, Temperatur) Amplitude des Faktors = ökologische Valenz
y-Achse: positive Wirkung des Umweltfaktors
Optimumbereich = optimalen Umweltbedingungen für Organismus
Pessimum = Grenzwert der Reaktionsfähigkeit gegenüber Umwelt → innerhalb des Grenzwertes (Min., Max.) kann Organismus existieren Pejus = Bereich der Umweltbedingungen, der zwischen günstigem & ungünstigem Zustand liegt → Bereich zw. Optimum & Pessimum
was ist ökologische Potenz und welche Arten gibt es?
Reaktionsbreite (Toleranz) einer Art gegenüber einem bestimmten Umweltfaktor
- Eurypotent
- Stenopotent
Unterschied Eurypotent Stenopotent
Eurypotent: verfügen über einen Breiten Toleranzbereich
Stenopotent: verfügen über einen engen Top Bereich
eurypotent und stenopotent welche Klassifizierung innerhalb der Haupttypen gibt es?
◦ oligo- = niedrige Bereiche, die optimale Wachstumsbedingungen bieten
◦ poly- = hohe Bereiche, die bevorzugt werden
◦ meso- = mittlerer Bereich des Umweltfaktors
was bedeuten Homoio-,Poikilo-
Homoio- = gleichbleibende Bedingungen bevorzugt (z.B. Organismen im Gewässergrund)
Poikilo- = angepasst an wechselnde Umweltfaktoren (z.B. Arten in der Gezeitenzone)
zB.Poililotherme=Wechselwarme
Der pH-Wert (Säuregrad) ist ein wichtiger abiotischer Umweltfaktor: Benennen Sie Prozesse in der Umwelt, sowie in Organismen, welche durch den pH-Wert beeinflusst werden.
Prozesse:
◦ steuert Löslichkeit anorganischer Komponenten im Boden: Mineralstoffe & Schwermetalle (gehen
dann in Lösung → Organismen können absterben)
◦beeinflusst Stoffwechselleistungen der Organismen: Fkt. von Enzymen (pH-Optimum) &
Ladungsverhalten der Zellmetabolite (AS - ampholytisch, Carbonsäuren) & Proteine (ggf.
Proteindenaturierung)
Wie wirken sich pH- Änderungen auf Ökosystemebene aus?
-Diversität stark reduzierend vor allem durch Versauerung (aq und terr) zB: Kalkschalen (Korallenriffe) lösen sich auf;
-Organismen in limnischen Systemen sind stark pH-abhängig → bei stenopotenten Organismen hat eine
Versauerung (weniger basisch) von Gewässern eine stärkere Wirkung als bei eurypotenten O.
Kennen Sie Beispiele wo anthropogene Veränderungen des pH-Werts Ökosysteme zerstört haben bzw. zerstören?
- saurer Regen (SO2 durch Industrieabgase/Autoabgase → schwefelsaure Niederschläge) → saurer Boden → Waldsterben (Nadelwälder abgestorben)
- Versauerung der Meere → Kalkschalen (Korallenriffe) lösen sich auf;
- Bodenversauerung durch Massentierhaltung → zu viel Ammoniak-Eintrag bzw. Nitrat in Böden
Typen von Nahrungsnutzern und ihre Nahrung
- Phytophage(Herbivore):lebendePflanzen
- Zoophage(Carnivore):lebendeTiere
- Saprophage(Detritivore):totesorganisches Material einschließlich Tierleichen und Kot
Rekalzitranz
Gehalt an schwer abbaubaren Stoffen in einem Organismus/Nahrung, z.B. polymere Kohlenwasserstoffe, wie Cellulose & Lignin → Tieren fehlen die Enzyme zum Abbau, nur Pilzen & MO vorbehalten
welche Faktoren beeinflussen Nahrungsqualität?
- Rekalzitranz
- C/N-Verhältnis
C/N Verhältnis in der Nahrung(wann ist ein gutes Verhältnis?)
Man braucht viel N also gilt:
schlecht => hohes C-N-Verhältnis bedeutet realtiv wenig Stickstoff enthalten = Nahrung hat schlechte Qualität;
Stickstoff in größerer Menge vorhanden → niedriges (enges) C-N-Verhältnis = Merkmal für gute Nahrungsqualität
Nahrungsqualität bestimmt deren Nutzung
erkläre Assimilationseffizienz, Konsumptionsrate, Kompensationsfraß
Assimilationseffizienz = wie hoch der Anteil der assimilierten (aufgenommene und umgesetzte) Energie aus der Nahrung ist; umso
höher, je besser die Nahrungsqualität ist
HOCH Zoophage → Phytophage → Saprophage NIEDRIG
• Konsumptionsrate = Aussage darüber, wieviel Nahrung aufgenommen werden muss, um ausreichend essentielle Nahrungsbestandteile zu erhalten;
HOCH Saprophage → Phytophage → Zoophage NIEDRIG
• Kompensationsfraß = je schlechter die Nahrungsqualität ist, desto mehr Nahrung muss
aufgenommen werden
→ Konsumptionsrate und Assimilationsrate sind gegenläufig
ökologischen Existenz
das tatsächliche Vorkommen einer Art
bei realen Bedingungen und unter Einbeziehung aller endogenen und exogenen Faktoren
Unterschiede zwischen autökologischem und synökologischem Optimum von Organismen
- Autoökologisches Optimum = fundamentale ökologische Potenz einer isolierten Art, d.h. ohne Einfluss von Konkurrenz
- synökologisches Optimum = reale ökologische Potenz einer Art in ihrer natürlichen Lebensgemeinschaft
Skizzieren Sie die Unterschiede zwischen autökologischem und synökologischem Optimum von Organismen anhand eines Beispiels und diskutieren Sie die zugrunde liegenden Mechanismen.
T. latifolia & T. angustifolia im See entlang eines Wasserstandsgradienten
◦ T.L eine stenopotente Art; T.A eine euryöke Art → wenn beide im gleichen Habitat vorkommen, wird das sonst eurypotente Spektrum von T. angustifolia schmaler (realisierte Nische kleiner) , da beide Arten einander ausweichen
◦ Wenn beide in Konkurrenz zueinander stehen, dann verschiebt sich die Wassertiefe, in der sie am meisten Vorkommen. Die beiden Arten weichen einander aus, um besser wachsen zu können.
• Mechanismen:
◦ fundamentale ökol. Potenz = Fähigkeit eines Organismus im
Intensitätsspektrum abiotischer Faktoren zu wachsen → Organismus gedeiht
nach seinen physiologischen Möglichkeiten → autoökologisch
◦ reale ökologische Potenz = Fähigkeit eines Organismus im Intensitätsspektrum abiotischer &
biotischer Faktoren innerhalb einer Biozönose zu wachsen → beeinflusst Verteilung beider Arten → synökologisch
Opponenz
- Das antagonistische Wirken der Widersacher (Räuber, Parasiten, Krankheitserreger) auf ihre Beute- oder Wirtspopulationen.
- reduziert die ökologische Potenz einer Art
Synergismus
Zusammenwirken von Arten mit einem daraus resultierenden gemeinsamen Nutzen (z.B. Symbiosen). -erhöht die ökologische Potenz einer Art Bsp:Mykorrhiza (Phosphor) Höhere Pflanzen & Pilze -oder Wurzelknöllchen (Stickstoff) Leguminosen & Rhizobien
erkläre: Habitatnische,trophische Nische,Fundamentale Nische,Realisierte Nische
-Habitatnische(„AdresseeinerArt“)
der konkrete Raumabschnitt, den eine Art besiedeln kann
Trophische Nische („Beruf einer Art“) die Stellung einer Art im Ökosystem
Fundamentale Nische (fundamentale ökologische Potenz) N-dimensionaler Raum als Bereich ökologischer Faktoren (Ressourcen und Umweltbedingungen), innerhalb deren eine Art existieren kann
Realisierte Nische (reale ökologische Potenz) Teil der fundamentalen Nische, der unter Berücksichtigung der biotischen Faktoren ( z.B. Konkurrenten, Prädatoren) übrig bleibt
Konzept der ökologischen Nische nach HUTCHINSON
-n-dimensionaler Raum (Hyperraum)
(jedes abiotische Faktor eine Variable, eine Dimension)
-Realisierte Nische : Teil der fundamentalen Nische, der bei Vorhandensein von Konkurrenten und Opponenten übrigbleibt → stabile Population (Nach Hinzugabe von Biotischen Faktoren)
• Von außen nach innen sind eng definierte Grenzen der fundamentalen Nische aufgezeigt (Modell) → Teil des Nischenraumes, in dem die Art leben kann
Konkurrenz-Ausschlußprinzip (Gause 1934)
Ökologisch identische Arten können nicht koexistieren
• unterlegener Konkurrent wird ausgeschlossen (Nischenentleerung)
• oder die Konkurrenz wird vermieden (Nischentrennung)
Typen der Nischentrennung
Allopatrische Nischentrennung
- bezeichnet das Nicht-Überschneiden der Nischen
- Trennung der Verbreitungsgebiete ähnlicher Arten
- unterschiedlicher Ort im Habitat oder geographisch getrennt => räumliche Separation
Sympatrische Nischentrennung
- nebeneinander vorkommend
- im selber Raum oder geographischen Gebiet
- Auftrennung der Nischen entlang von Gradienten für Umweltfaktoren - abiotisch (pH-Wert), biotisch (Beutegröße)
=> ökologische Separation
Sympatrische Nischentrennung Beispiel
• am Beispiel von Wildkatzen in Israel
• verwandte Arten in Koexistenz zueinander (gleiches Habitat)
• möglich durch die Nutzung unterschiedlicher Nahrungsnischen → basierend auf unterschiedlichen
große Eckzähne=>Korrelation mit große der Beutetiere
• kontinuierliche Staffelung der Zahngrößen
• morphologischen Unterschieden beim Gebiss → Reduzierung der Überlappung in den
Nahrungsressourcen
Bedingungen Koexistenz
• Variabilität: mit einer Periodenlänge von einigen Generationszeiten → zeitlich unterschiedliche Auftreten von Arten im gleichen Habitat → kann dem Ausschluss unterlegener Konkurrenten wirksam zuvorkommen → zeitliche Trennung
• Ressourcenpulse: ermöglichen es Arten mit hohen maximalen Reproduktionsraten dem Ausschluss durch überlegene Konkurrenten zu entgehen → Ressource nicht limitierend
• Intermediate Disturbance Hypotheses (Conell, 1978): ◦
◦ bei einer geringen Störung wirkt das Konkurrenzausschluss-Prinzip nach GAUSE → dominante Art verdrängt alle anderen
◦ Bei einer starken Störung können nur tolerante (euryöke) Arten überleben
Verlauf Sukzession
Verlauf der Sukzession 1. zu Beginn nur Pionierarten 2. im Lauf der Zeit kommen Arten hinzu 3. Abnahme Artenzahl im Klimaxstadium
Was passiert nach dem Konkurrenz-Ausschlußprinzip (Gause, 1934) wenn zwei ökologisch identische Arten in einem Habitat aufeinander treffen?
• Ökologisch identische Arten können nicht koexistieren
• 2 Möglichkeiten:
1) unterlegener Konkurrent wird ausgeschlossen → Verdrängung (Nischenentleerung)
2) die Konkurrenz wird vermieden → Ausweichen auf andere Ressourcen (Nischentrennung)
• Nischentrennung unterscheiden in allopatrisch & sympatrisch:
◦ allopatrische Nischentrennung = das Nicht-Überschneiden der Nischen → räumliche Separation
◦ sympatrische Nischentrennung = nebeneinander vorkommend → Auftrennung der Nischen entlang
von Gradienten für Umweltfaktoren (abiotisch/biotisch) → ökologische Separation
• Bsp. Nischentrennung: asiat. & europ. Marienkäfer; graues (USA) & rotes (Europa) Eichhörnchen
[Nischenentleerung für rotes Eichhörnchen → Virus von Grauhörnchen übertragen]; allopatr. Trennung
Laufvögel auf fast allen Kontinenten
Bedingungen für eine Koexistenz
◦ 1) Variabilität = zeitlich unterschiedliches Auftreten von Arten im gleichen Habitat → zeitliche Trennung (einige Generationszeiten)
◦ 2) Ressourcenpulse ermöglichen es Arten mit hohen maximalen Reproduktionsraten dem Ausschluss durch überlegene Konkurrenten zu entgehen → Ressource nicht limitierend
◦ 3) moderate Störungen → Koexistenz ermöglichen Sukzessionsstadien
◦ 4) Nischendifferenzierung ↑
Diversität in Verlauf der Sukzession
zu beginn kleine Populationen (meist euryöke-Arten),
mit der Zeit kommen immer mehr Arten hinzu =>größere Diversität, Koexistenz möglich
Konkurenzausschluss: Ökologisch identische Arten können nicht koexistieren
• unterlegener Konkurrent wird ausgeschlossen (Nischenentleerung)
• oder die Konkurrenz wird vermieden (Nischentrennung)
Sukzession
die natürliche Rückkehr der für einen Standort typischen Pflanzen-, Tier- und Pilzgesellschaften, die sich nach einer Störung aufgrund der vorherrschenden Umweltfaktoren dort wieder einstellt
